אתה רואה את 'יציקה בר קיימא' מושלך הרבה בימים אלה, לעתים קרובות מוטל על חומרי שיווק לתהליכים שהם, למען האמת, לא הרבה יותר ירוקים ממה שהיו לפני שלושים שנה. בכל הנוגע ליציקת מעטפת לחלקי ברזל יצוק, התשובה היא לא פשוטה כן או לא. זה 'טוב, זה תלוי למה אתה משווה את זה ואיך אתה מנהל את החנות.' מהמקום שבו אני עומד, לאחר שביליתי שנים סביב הקווים האלה, שאלת הקיימות תלויה באיזון גס ומעשי בין יעילות החומר, צריכת האנרגיה ומה קורה לכל החול הזה אחרי שאתה מנער את היציקה.
תהליך המעטפת: היכן נמצאים הרווחים (והכאבים) האמיתיים
הרעיון המרכזי של יציקת מעטפת הוא אלגנטי: קליפה דקה ומוקשה של חול ושרף יוצרת את חלל העובש במקום גוש חול מסיבי וצפוף. מיד אתה משתמש בפחות חול - הרבה פחות. עבור גוף שסתום ברזל אפור טיפוסי שאנו מפעילים, תבנית המעטפת עשויה לשקול 15 ק"ג, בעוד שתבנית חול ירוקה דומה יכולה לדחוף 200 ק"ג. זה הפחתת חומר ישירה שמרגישה משמעותית על הרצפה. אתה לא מעביר כל כך הרבה מסה, לא מחזיר כל כך הרבה, ותיאורטית, זורק פחות פסולת.
אבל הנה המלכוד הראשון: השרף. זה תרמוסט פנולי. כדי לרפא את הקליפה הזו, אתה אופה אותה בסביבות 300 מעלות צלזיוס. זו קלט אנרגיה שאין לחול ירוק, מכיוון שהוא משמש 'קר'. אז החלפת טיפול בחול בתפזורת עבור אנרגיה תרמית ממוקדת. זה ניצחון נקי? במדי האנרגיה שלנו, עבור חלקים בעלי נפח גבוה וניתנים לחזרה כמו סעפות או בתי משאבות, העקביות והמהירות של יציקת המעטפת מובילות לעתים קרובות לפחות זמן תנור כולל לכל יציקה טובה. פחות דחיות אומרות שאתה לא ממיסה מחדש ברזל טוב, שהוא כיור אנרגיה ענק, שלעתים קרובות מתעלם ממנו.
החול עצמו הופך לילד בעייתי. חול ירוק ניתן למחזר בבית כמעט בלי סוף עם מים ובנטוניט. חול מעטפת מצופה בשרף המושקע והמתרפא הזה. אתה לא יכול פשוט לזרוק אותו בחזרה למיקסר. ניסינו לשלוח אותו למעבדים של צד שלישי לצורך שיקום תרמי, שם הם שורפים את השרף. זה עובד, אבל עכשיו יש לך פליטות תחבורה ועוד חשבון אנרגיה. יש חנויות שממזגות אחוזים של חול קונכיות מושחזר לתוך תערובות חול חדשות עבור ליבות או תבניות לא קריטיות, אבל זה פעולת איזון - יותר מדי וגימור פני השטח שלך סובל, מה שמוביל - ניחשתם נכון - ליותר גרוטאות.
הקצה הטבוע של ברזל יצוק ומקרה מעשי
מתעלמים מזה: מתחילים עם ברזל יצוק כמו חומר הבסיס שלך הוא התחלה של קיימות. נקודת ההיתוך שלו נמוכה מזו של הפלדה, כך שהאנרגיה הראשונית כדי לקבל אותה נוזלית פחותה. חשוב מכך, לולאת הגרוטאות לברזל חזקה. ההחזרות שלנו - שערים, מפלסים, יציקות שנדחו - חוזרות ישר לתוך המטען, ולעתים קרובות מהוות 50-60% מההמסה. זוהי לולאה סגורה בתוך קירות הצמח. תוחלת החיים של חלק מברזל יצוק היטב משחקת גם כן. תושבת ברזל מעוצבת עבור מכונות כבדות עשויה להחזיק מעמד לאורך המכונה עצמה. עמידות היא מדד קיימות בסיסי שלא תמיד נכנס לגיליונות האלקטרוניים לחישוב הפחמן.
אני זוכר פרויקט עבור ספק רכיבים הידראוליים. הם התלבטו בין ברזל רקיע מעוצב במעטפת לבין ריתוך פלדה מפוברק. הרצנו את המספרים לא רק על עלות יחידה, אלא על מחזור חיים משוער. היציקה של חלק אחד ביטלה אנרגיית ריתוך, נקודות בדיקה ותפרי כשל פוטנציאליים. יכולת הצורה כמעט נטו של תהליך המעטפת פירושה מלאי עיבוד מינימלי. הם הלכו עם הליהוק. חמש שנים לאחר מכן, שיעור הכישלונות שלהם בשטח עבור החלק הזה קרוב לאפס. זה בר קיימא במובן האמיתי ביותר: זה לא חזר, זה לא נכשל, זה לא היה זקוק להחלפה. זה הטיעון שאתה מעלה על רצפת החנות, לא בחוברת.
אנחנו עובדים עם שותף, Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd (QSY), על כמה פרויקטים סגסוגת מורכבים. הם עוסקים ביציקה ובעיבוד שבבי כבר למעלה משלושה עשורים, והתפיסה שלהם משקפת את ההשקפה המעשית הזו. עבור תבנית הקליפה שלהם לעבוד על ברזל יצוק ורכיבי נירוסטה, ההתמקדות היא על דיוק להפחתת פסולת עיבוד שבבי במורד הזרם. חלל מעטפת מעוצב בצורה מושלמת פירושו שאינך משתמש בטחנת CNC כדי להסיר חומר עודף למשך שעה, רק כדי לפגוע בסובלנות. החיסכון באנרגיה במורד הזרם, מנקודת המבט של חטיבת העיבוד שברשותם, הוא חלק קריטי מהעלות הסביבתית הכוללת שלעתים קרובות היציקה לבדה אינה זוכה לקרדיט.
המציאות הגרועה והניסויים הכושלים
לא הכל רווחים נקיים. הריח במפרץ לעיצוב קונכיות מובחן - ריח השרף הפנולי הזה. מערכות אוורור וטיפול באוויר צריכות להיות ברמה הגבוהה ביותר, וזו עוד גרסת אנרגיה. ניסינו עם קלסר שרף 'ירוק' יותר על בסיס ביו לפני כמה שנים. השיווק היה מעולה. על הקו, חוזק הפגז לא היה עקבי, במיוחד במזג אוויר לח. קיבלנו שיעור גבוה יותר של סדקי עובש במהלך הטיפול, מה שהוביל לעלייה בגרוטאות עקב חדירת מתכת. ביטלנו את המשפט אחרי חודשיים ואכלנו את העלות. קיימות שמתפשרת על תשואה היא אי-התחלה בשוק תחרותי; אתה יוצא מהעסק. הלקח היה שהכימיה האלטרנטיבית צריכה להתאים תחילה לביצועים המכניים.
מציאות נוספת היא עלות הדפוס. עבור יציקת מעטפת, אתה צריך דפוסי מתכת, בדרך כלל ברזל או אלומיניום, במכונה ברמה גבוהה. הם יקרים. אם אתה מבצע עבודה בנפח נמוך ובשילוב גבוה, ייתכן שהעלות הסביבתית של ייצור הדפוס הזה לעולם לא תופחת על אצווה קטנה של יציקות. התהליך הופך ל"בר-קיימא" באמת בראייה הוליסטית רק כאשר אתה מפעיל נפחים גבוהים או מחזורי ייצור ארוכים מאוד מאותו דפוס. אחרת, עדיף לך תהליך גמיש יותר, גם אם הוא פחות יעיל לכל חתיכה.
אז האם זה בר קיימא? פסק הדין בקומת החנות
אחרי כל זה, ההשקפה שלי היא זו: עיצוב קונכיות עבור חלקי ברזל יצוק יכול להיות מסלול בר קיימא יותר בהשוואה לשיטות יציקה רבות אחרות, אם - וזה אם גדול - הפעולה שלך מותאמת לכך. אם אתה שופך כמויות גדולות של חלקים דומים, מנהל את טיוב החול שלך ביעילות (גם אם זה מחוץ לאתר), וממנף את הדיוק הממדים כדי לחתוך פסולת עיבוד שבבי, אז כן, אתה בדרך טובה. יעילות החומר בשלב היציקה היא אמיתית ומשמעותית.
אבל אם אתה חנות עבודה קטנה שמפתחת קו פגז לריצות קצרות, מתמודדת עם ניהול חול לקוי ונאבקת בשיעורי גרוטאות, כל יתרון סביבתי מתאדה מהר. הקיימות אינה בשם התהליך; זה באיך אתה מפעיל את זה. זה במטען ההיתוך המלא בהחזרים פנימיים, בדפוסים המתוחזקים היטב שנמשכים עשרות שנים, ובמהנדס התכנון שעובד איתך כדי להפוך את החלק ליציק, לא רק לעיבוד.
בסופו של דבר, עבורנו, זה כלי. תבנית מעטפת היא כלי נפלא לעבודות מסוימות, וכאשר משתמשים בה נכון, היא גורמת פחות נזק לאותה תפוקה. זו בערך ההגדרה הכי כנה של קיימות תעשייתית שתקבל ממישהו עם אבק שרף על המגפיים. זו לא מהפכה; זו התפתחות זהירה, לפעמים מבולגנת, של תרגול. וזו העבודה האמיתית.
